Haut aus dem 3D-Drucker – geht das? Wir berichten über aktuelle Forschungen zum 3D-Druck von Haut. Was ist bereits möglich? Was können wir in Zukunft erwarten? Diese Themenseite bietet Antworten auf diese Fragen.
Die Haut ist unser größtes Organ bzw. Sinnesorgan. Sie sorgt dafür, den Körper vor Umwelteinflüssen zu schützen, ist aber auch für den Stoffwechsel und weitere Funktionen zuständig. Die Haut selbst ist aus mehreren Schichten aufgebaut und wird im Lateinischen sowie im medizinischen Sprachgebrauch als Cutis bezeichnet. Bei einem durchschnittlich großen Menschen ist die Haut etwa 1,73 m² groß und wiegt dabei etwa 10 bis 14 Kilogramm. Je nach Beschaffenheit und Körperregion kann sie zwischen 1,5 und 4,0 mm stark sein.
Wie bereits erwähnt, besteht die Haut aus verschiedenen Schichten. Zu diesen gehören
Auch bei den einzelnen Hautschichten wird noch einmal in weitere Schichten unterteilt. So gehört beispielsweise zur Epidermis auch die Hornschicht.
Für die Temperaturregelung des menschlichen Körpers ist beispielsweise die untere Lederhaut zuständig, wozu eine glatte Muskulatur und Blutgefäße beitragen. In der Subcutis befinden sich unter anderem die größeren Blutgefäße, die Nerven, subcutanes Fett- sowie lockeres Bindegewebe. Natürlich beinhaltet die Haut noch viele weitere Elemente, deren Erwähnung hier aber zu weit führen würde.
Seit einiger Zeit forschen Wissenschaftler daran, Haut mit Hilfe von 3D-Druckern herstellen zu können. So haben wir beispielsweise darüber berichtet, dass Wissenschaftler aus Singapur die Machbarkeit des 3D-Drucks pigmentierter Haut bewiesen haben. Aber auch für die Optimierung von Hautpflegeanwendungen wird das additive Verfahren genutzt. Spanischen Forschern gelang beispielsweise die Entwicklung eines 3D-Bio-Druckers, welcher menschliche Haut fertigen kann. Ein chinesisches Unternehmen wiederum nutzt das Bioprinting zur Entwicklung einer künstlichen Haut, mit der dann Kosmetikprodukte getestet werden können. Ein Ziel ist es sicherlich, in Zukunft keine menschlichen Probanden mehr zu benötigen. Auch Poieitis und BASF informierten bereits im Jahr 2015 über ein gemeinsames Projekt, in dessen Rahmen sie eine 4D-Hautherstellung realisieren wollen.
Diese und zahlreiche weitere Beiträge, die den 3D-Druck der Haut zum Thema haben, können Sie in dieser Rubrik nachlesen. Selbstverständlich veröffentlichen wir tagesaktuelle News auch zum Thema 3D-Druck der Haut in unserem Newsletter, dessen kostenloses Abonnement (hier abonnieren) wir Ihnen ans Herz legen möchten.
Forschern aus Großbritannien ist der 3D-Druck eines Hautäquivalents mit drei Hautschichten gelungen. Dabei kam die Suspended Layer Additive Manufacturing (SLAM)-Methode zum Einsatz. Mit ihrer Arbeit wollen die Forscher die Wundheilung deutlich verbessern. Am Beispiel der Reparatur von Schweinegewebe demonstrierten die Forscher die Ergebnisse ihrer Arbeit.
Forscher an der School of Dental Medicine der University of Connecticut haben einen Handheld-Biodrucker entwickelt, mit dem volumetrischer Muskelverlust und andere Krankheiten behandelt werden können. Die mit dem Bioprint-3D-Stift hergestellten Gerüste haften um das Gewebe der Verletzung herum und sorgen so für ein Wachstum der Muskelzellen und schnelle Regeneration. Erste Tests mit dem 3D-Biopen verliefen erfolgreich.
Vor zwei Jahren berichteten wir erstmals von dem Handheld-3D-Drucker der Forscher der kanadischen University of Toronto. Mit dem Gerät lassen sich Hautblätter ausdrucken und so Wunden versorgen und die Regenerationszeit erheblich verkürzen. Die Universität vermeldete jetzt einen Erfolg bei den ersten Versuchen an lebendigen Organismen. Der 3D-Drucker für Haut hat damit die nächste, wichtige Entwicklungsstufe erreicht.
US-Forscher des Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) und der Yale University haben ein Verfahren entwickelt, mit dem Haut mit funktionierenden Blutgefäßen im 3D-Druckverfahren hergestellt werden kann. Diese entsteht dank einer speziellen Biotinte. Wir haben uns die Arbeit angesehen.
Die europäische Weltraumorganisation ESA hat zusammen mit dem Universitätsklinikum der TU Dresden Wege untersucht, mittels 3D-Druck Haut und Knochen in Schwerelosigkeit herzustellen. Der 3D-Druck von menschlichem Gewebe im Weltraum soll bei langen Weltraumflügen mögliche Erkrankungen besser heilen oder Verletzungen behandeln können.
Eine Gruppe von US-Wissenschaftlern des Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM) hat ein neuartiges, mobiles 3D-Bioprinting-System namens WFIRM 3D vorgestellt, mit dem sich Haut direkt auf die Wunde ders Patienten drucken lassen können soll. Erste Versuche zeigen den Erfolg des mobilen 3D-Biodruckers. Die Wissenschaftler sprechen von einem „Durchbruch“.
3D-Bioprinting bringt in der Kosmetik und der Medizin viele Fortschritte. Forscher in Singapur möchten mittels 3D-Bioprinting einer realistischen Hautpigmentierung näher kommen. Die Zwei-Schritt-Bioprinting-Strategie ist ein Schritt in diese Richtung und beweist, der 3D-Druck von pigmentierter Haut ist möglich. Vor allem Menschen die eine Hauttransplantation benötigen, haben so die Möglichkeit, in Zukunft nicht nur körperliche sondern auch psychische Heilung zu erfahren.
Talgdrüsen sorgen für den Glanz in unserer Haut und unserem Haar. Um die Produktion des Talgs in Schach zu halten, bedarf es der richtigen Hautpflege. Um die Talgproduktion und unsere Haut besser zu verstehen, arbeiten BASF und CTIBiotech mit 3D-Hautmodellen. Auf dem NYSCC Cosmetic Congress gaben BASF Care Creations und das Cell Therapy Research Institute CTIBiotech die ersten Ergebnisse bekannt.
Die LEHVOSS Group präsentiert auf der formnext 2017 mit LUVOSINT und LUVOCOM 3 zwei neue 3D-Druckermaterialien für den Powder Fusion und FFF-3D-Druck. Zudem wurden weitere Neuheiten angekündigt. So wird u.a. der Airskin® Roboter zu sehen sein, der über sensitive Haut aus dem 3D-Drucker verfügt und mit LUVOSINT TPU realisiert wurde.
In der spanischen Hauptstadt Madrid forschen Wissenschaftler an der Entwicklung einer Ersatzhornhaut, die mit 3D-Druckern hergestellt werden soll. Geplant ist, die Forschungsarbeiten innerhalb von fünf Jahren zu einem erfolgreichen Ende zu bringen.
Forschern der südkoreanischen Pohang University for Science and Technology gelang es, eine effiziente und kostengünstige Methode zum 3D-Druck menschlicher Haut zu entwickeln. Das dafür eingesetzte Hybrid-Zellen-3D-Druck-System ist sowohl mit Extrusions- und Inkjet-Modulen ausgestattet und kann den 3D-Druck von Haut um das Fünfzigfache beschleunigen.
Vom Schildkrötenkäfer inspiriert und mit Hilfe von 3D-Druck haben MIT-Forscher eine künstliche Roboterhaut entwickelt, die druckempfindlich reagiert. Nach aktuellen Forschungen verändert die Haut ihre Farbe bei einer Berührung. Die Möglichkeiten die sich damit für die Robotik ergeben sind zukunftsweisend.
Spanische Forscher haben einen neuen 3D-Biodrucker entwickelt, der menschliche Haut drucken kann. Die Haut aus dem 3D-Drucker soll für Tests von Arznei und Kosmetika zum Einsatz kommen, kann aber auch Opfern schwerer Verbrennungen zugutekommen.
Die chinesische JALA Cosmetics Group hat sich auf die Herstellung von Kosmetik spezialisiert und mit dem 3D-Bioprinting eine „asiatische Haut“ entwickelt, die für Tests von Kosmetikprodukten verwendbar ist. Mit Verbreitung des patentierten Bioprinting-Verfahrens wären Tests an Menschen und Tieren überflüssig.
Zwei wichtige Unternehmen haben sich diese Woche auf ein gemeinsames Projekt eingelassen. Zweck dieser Partnerschaft ist es den 4D-Druck voranzubringen.